Перспективные акустические профилографы

• 

При выработке рекомендаций по вопросам создания перспективных акустических профилографов (АП), используемых для изучения Мирового океана, необходимо было, во-первых, произвести классификацию представленных на рынке АП. Во-вторых, необходимо было собрать сведения об основных отечественных и зарубежных  фирмах, занимающихся их разработкой, и, в-третьих, выявить тенденции развития АП средств.

Следует отметить, что требования к ГС, предназначенным для исследования Мирового океана, в существенной степени аналогичны требованиям к ГС, предназначенным для поиска, обследования и мониторинга подводных объектов. В связи с этим приведенные ниже рекомендации по вопросам создания перспективных гидроакустических средств относятся и к первому и ко второму случаям.

Результаты решения первой и второй задач представлены в таблицах для составления справочника, где даны сведения о наиболее известных разработках АП, включающие в себя название разработки, наименование и  web-адрес фирмы, страну, а также основные технические характеристики, включая фото внешнего вида АП. Кроме того, в тех же таблицах, приведены более подробные сведения о фирмах-разработчиках, включая их почтовые адреса, телефоны, факсы и e-mail-адреса. Поскольку формат представления указанных сведений ограничивает количество и качество информации о АП, для представления более полной информации в таблицах для составления справочника приведены дополнительные сведения о некоторых наиболее характерных разработках, оформленные в виде текстов, где, наряду с более подробными техническими данными, представлены также фотографии их внешнего вида.

Анализ указанных выше сведений об АП, в отношении возможностей и динамики их развития позволяет выделить наиболее перспективные из них с точки зрения традиционных задач, которые решаются с помощью их усовершенствованных модификаций.

Однако собранная таким образом информация не затрагивает перспективных разработок АП, находящихся на стадии экспериментальной проверки. Поэтому для выявления тенденций развития этих средств необходимо, помимо анализа сведений, представленных в указанных таблицах, необходимо сделать краткий обзор, где дана оценка указанных экспериментальных работ, не нашедших отражения в в таблицах для составления справочника .

Следует отметить, что, несмотря на существенные различия традиционных АП в отношении характера решаемых задач и принципа действия, все они, в конечном счете, представляют собой модификацию фазированной антенной решетки, обеспечивающую активную локацию подводной среды в широкой полосе частот и в широком секторе обзора с обеспечением возможности приема эхо-сигналов в многоканальном режиме. В принципе, такая гипотетическая фазированная акустическая решетка позволила бы получить профили, характеризующие распределение звукорассеивателей как в водной толще, так и в под поверхностью дна..

Для получения информации о поддонных структурах с давних пор использовались акустические профилографы, в которых для обеспечения проникновения звука в толщу осадки использовался низкочастотный звуковой диапазон, где серьезной проблемой является обеспечение высокой направленности и широкой полосы, необходимых для  получения высокого пространственного разрешения АП. Для устранения указанных недостатков оказалось удобным использовать АП с параметрическими антеннами, позволяющими решить обе указанные проблемы. Возможности АП с параметрическими антеннами иллюстрируются рис.1а и 1б, на которых показан и профиль осадков, полученный АП SIS2000 фирмы «Innomar» и характеристика направленности антенны на разностной, низкой частоте, практически совпадающая с характеристикой направленности на несущей, высокой частоте.

 Рисунок 1а и 1б - Профиль осадков, полученный АП SIS2000 фирмы «Innomar» 
и характеристика направленности антенны на разностной, низкой частоте

Таким образом, проведенный анализ показывает, что в настоящее время на рынке представлен широкий спектр, в основном зарубежных, АП, позволяющих решать большинство задач, связанных с обследованием поддонных структур. Однако стоимость их современных модификаций, как правило, настолько высока, что использование их оказываются неприемлемым для многих практических приложений. Соответственно, и совершенствование таких разработок возможно только в условиях фирм, располагающих современной инфраструктурой, большим опытом, высококвалифицированными кадрами и финансовыми возможностями для инвестирования в рискованные проекты.

В связи с этим особый интерес представляет разработка гидроакустических средств, в которых сочетаются простота традиционных ГС с возможностями, которые реализуются при использовании новых подходов, некоторые из которых были рассмотрены выше.

Одна из таких разработок, которую можно реализовать на основе рассмотренных ниже технических предложений, представлена ниже.

Двухчастотный АП-ГБО для мониторинга поддонных структур.

В основу разработки положено использование для формирования изображения поверхности дна ГБО-240, работающего на частоте 240 кГц, в то время как для формирования сигнала от поддонных структур используется тракт АП-5, работающего на частоте 5 кГц. Оба прибора разработаны в лаборатории гидролокации дна и могут быть использованы при реализации проекта.

Рис.2 Схема поясняющая принцип действия двухчастотного ГБО,
реализованного на основе модификаций традиционных ГБО и АП

Перечень аналогичных технических предложений можно продолжить. Их отличительной особенностью является возможность быстрой практической реализации при наличии незначительных инвестиций. Разумеется, что при этом не могут быть достигнуты технические характеристики их дорогих аналогов. При их реализации важна предсказуемость результата и возможность быстрого получения реальных планируемых результатов при минимальных затратах на базе структур, подобных ИОРАН.